吳鵬飛 孫瑛 王磊 嚴(yán)劍芳 胡煜

（1 上海市九段沙濕地自然保護(hù)區(qū)管理署，上海 200136；2 同濟(jì)大學(xué)，上海 200092）

九段沙濕地位于長(zhǎng)江口和東海的交匯處，被稱為上海最后的處女地，其地理位置為122°46′～ 122°15′ E，31°03′～ 31°17′ N，是長(zhǎng)江最年輕的沖擊型河口沙洲，是江海洄游動(dòng)物的必經(jīng)之路，又是東亞——澳大利西亞鳥(niǎo)類遷徙的重要通道。九段沙濕地主要由江亞南沙、上沙和中下沙3個(gè)沙洲組成，東西長(zhǎng)43.6 km，南北寬25.9 km，總面積約420.2 km2（以-6 m為準(zhǔn)）。上海市九段沙濕地自然保護(hù)區(qū)成立于2003年3月，2005年7月被國(guó)務(wù)院辦公室批準(zhǔn)為國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，現(xiàn)在正努力加入國(guó)際重要濕地和世界人與生物圈保護(hù)區(qū)網(wǎng)絡(luò)。

九段沙濕地國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的主要保護(hù)對(duì)象是河口型新生生態(tài)系統(tǒng)、水生動(dòng)物產(chǎn)卵和育肥生境、重要經(jīng)濟(jì)水產(chǎn)動(dòng)物種質(zhì)資源、珍稀瀕危的水生動(dòng)物和鳥(niǎo)類種群、發(fā)育早期的河口沙洲地貌及其發(fā)育過(guò)程。保護(hù)區(qū)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，鳥(niǎo)類數(shù)目從上萬(wàn)只銳減到上千只，鳥(niǎo)類活動(dòng)范圍向九段沙濕地東南角靠東海的一側(cè)遷移，魚(yú)類和底棲動(dòng)物種類和數(shù)量陡降。長(zhǎng)江口工業(yè)廢水、城市生活污水的排放，廢渣垃圾滲濾液、大氣沉降物以及船舶油污等對(duì)九段沙水域乃至長(zhǎng)江口水環(huán)境及其生態(tài)系統(tǒng)造成破壞（李伯昌等, 2005）。九段沙濕地被視為上海市，乃至整個(gè)長(zhǎng)江口岸重要的生態(tài)屏障，系統(tǒng)了解九段沙附近水域的污染狀況及其來(lái)源，對(duì)于保護(hù)和管理附近水域的生態(tài)安全具有重要意義。

圖1 九段沙濕地水質(zhì)采樣點(diǎn)的地理位置Fig.1 Geographical location of water quality sampling points in JiuduanshaWetland Waters

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)域與采樣點(diǎn)設(shè)置

研究區(qū)域主要有白龍港排水口（以下簡(jiǎn)稱排水口），以及九段沙的江亞南沙、上沙、中下沙的靠?jī)?nèi)陸一側(cè)。在排水口、江亞南沙、上沙、下沙分別設(shè)置3個(gè)點(diǎn)位確定成一個(gè)斷面（由上到下）。采樣點(diǎn)的位置如圖1所示。

1.2 采樣方法與分析指標(biāo)

2015-2017年，每年的1月、4月、7月、10月，在九段沙低平潮、高平潮、漲潮和落潮4個(gè)時(shí)段采集水質(zhì)樣品。每個(gè)斷面設(shè)置3個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)采集3個(gè)平行樣，平行樣間隔為200 m，采集1.5 m深度1 000 mL水樣兩瓶。采水設(shè)備為2 000 mL單通道有機(jī)玻璃便攜式水質(zhì)采樣器（蘇州弗仕瑞公司），根據(jù)水質(zhì)檢測(cè)技術(shù)方案的要求做好各指標(biāo)測(cè)試所需的相關(guān)預(yù)處理、保存，并盡快完成測(cè)試。

本次水質(zhì)監(jiān)測(cè)選取的指標(biāo)是化學(xué)需氧量（COD）、無(wú)機(jī)氮、總氮（TN）、活性磷（AP）、石油烴和重金屬。除TN外，其他水質(zhì)指標(biāo)均過(guò)濾后再進(jìn)行檢測(cè)。

表1 海水水質(zhì)狀況分級(jí)Table 1 Classif i cation of water quality in sea water

1.3 分析與評(píng)價(jià)方法

水質(zhì)參數(shù)均采用GB/T12763.4-2007進(jìn)行監(jiān)測(cè)，石油烴采用單因子質(zhì)量指數(shù)評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)采用海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中一類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。其評(píng)價(jià)公式為：Pi=Ci/Cs，式中：Pi為評(píng)價(jià)因子的質(zhì)量指數(shù)，Ci為評(píng)價(jià)因子的實(shí)測(cè)濃度值，Cs為海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中一類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（50μg/L），評(píng)價(jià)等級(jí)參照表1所列分級(jí)劃分（劉峰,2015）。其它指標(biāo)參照地表水標(biāo)準(zhǔn)、海洋水標(biāo)準(zhǔn)以及類似水域進(jìn)行對(duì)比分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 九段沙不同水域典型污染物分布

九段沙濕地地處長(zhǎng)江口最靠近外海的濱江、海洋交接帶，它是在河流和海洋兩大動(dòng)力交互作用下，由長(zhǎng)江攜帶的泥沙沉積而成，徑流、潮汐、潮流和波浪是九段沙區(qū)域的主要?jiǎng)恿?。由于徑流和輸沙的洪枯季變化、潮汐和潮流的周期性變化及其隨機(jī)性，使該水域的水文及水質(zhì)復(fù)雜多變。

2015-2017年九段沙水域中幾種典型污染物含量平均值：COD含量為6.58 mg/L，無(wú)機(jī)氮含量為1.71 mg/L，TN含量為2.44 mg/L，AP含量為67.77 μg/L，石油烴含量為92.11μg/L。石油烴的Pi值為1.8，屬于污染級(jí)別。其它幾種污染物含量與海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比，普遍偏高，污染程度已較為嚴(yán)重，達(dá)不到國(guó)家規(guī)定的保護(hù)區(qū)周圍水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。與2008年《長(zhǎng)江九段沙濕地自然保護(hù)區(qū)地表水環(huán)境及土壤環(huán)境質(zhì)量》的監(jiān)測(cè)值比較，TN含量下降了2.8%，石油烴升高了20%。

圖2 九段沙濕地污染物含量分布Fig.2 Pollutant concentration distribution in JiuduanshaWetland Waters

九段沙濕地地處竹園和白龍港兩大污水處理廠的下游，此次重點(diǎn)監(jiān)測(cè)白龍港污水廠出水口到九段沙中下沙的水質(zhì)。由圖2可以看出，白龍港排水口的石油烴含量達(dá)143μg/L，Pi值為2.9，屬于嚴(yán)重污染。其它幾種污染物的含量從白龍港排水口到九段沙濕地呈遞減的趨勢(shì)，九段沙濕地附近水域污染物含量明顯低于排水口，這與濕地的自凈能力有關(guān)，因?yàn)闈竦叵到y(tǒng)對(duì)污水中的C、N、P均有明顯的凈化效果（李廷超, 2016）。凈化率以污染物含量的降低率來(lái)表示，COD最明顯，達(dá)到了46%，無(wú)機(jī)氮是20%，TP是12%，AP是19%。COD是衡量水質(zhì)污染的重要指標(biāo)，其含量變化會(huì)對(duì)水體中的浮游生物、N、P和葉綠素產(chǎn)生影響。排水口位于濕地的上游，其污染物含量明顯高于濕地附近水域，污染物含量嚴(yán)重超標(biāo)與排水口污染物的排放有明顯的相關(guān)性。

2.2 九段沙不同時(shí)段典型污染物分布

2.2.1 漲潮與落潮 九段沙每天有兩次漲潮和落潮，導(dǎo)致九段沙水域的水質(zhì)狀況復(fù)雜多變。由表2可知，九段沙漲潮時(shí)排水口石油烴含量是其附近水域的3倍左右，而落潮時(shí)僅1.4倍。這是由于漲潮時(shí)船只較多，而且排水口的采樣點(diǎn)位置距離南槽航道較近。落潮時(shí)船只較少，由船只引起的污染物含量差別不大。

九段沙上沙和中下沙的TN含量以及排水口的AP含量漲潮時(shí)高于落潮時(shí)，且常年監(jiān)測(cè)結(jié)果均是如此，可能是漲潮時(shí)這兩個(gè)位置附近漁船比較多，生活垃圾導(dǎo)致。白龍港排水口落潮時(shí)COD含量達(dá)21.83 mg/L，是九段沙其他區(qū)域落潮時(shí)最低值的2.5倍。九段沙區(qū)域其它位置的典型污染物含量漲潮時(shí)低于落潮時(shí)，這可能是由于落潮時(shí)南槽主要受納長(zhǎng)江來(lái)水，水體鹽度低，來(lái)自陸向的污染物含量較高；而在漲潮時(shí)，由于外潮入侵，污染物或被稀釋，或部分隨懸浮物沉淀，從而使得污染物含量降低（王芳等,2006）。從表2還可看出，漲潮和落潮時(shí)污染物含量由高到低依次是排水口、江亞南沙、上沙、中下沙。由此可以進(jìn)一步說(shuō)明除了石油烴以外，九段沙污染狀況與上游污染物排放存在一定的關(guān)系。

2.2.2 高平潮和低平潮 九段沙每天有兩次低平潮和兩次高平潮。由表3可知，石油烴的Pi值均大于2，屬嚴(yán)重污染，中下沙高平潮時(shí)石油烴含量達(dá)141.99 μg/L,某個(gè)位置比較高主要是由于點(diǎn)源排放導(dǎo)致。其它各典型污染物的含量為高平潮低于低平潮，且從排水口到九段沙區(qū)域依次減?。ㄋ飨鄬?duì)靜態(tài)）。排水口各污染物含量均最高，最高時(shí)各典型污染物含量分別為：COD為8.36 mg/L，無(wú)機(jī)氮為 2.42 mg/L，TN為 3.69 mg/L，AP為 120.72 mg/L。九段沙中下沙離污水廠排水口最遠(yuǎn)，高平潮時(shí)各污染物含量與排水口對(duì)比，排水口COD含量高出中下沙52%，AP高出37%；低平潮時(shí)，排水口無(wú)機(jī)氮、TN和AP均高出下沙35%以上，這主要與污水廠的出水排放有關(guān)，還有就是與高低平潮時(shí)水的流向有關(guān)。

表2 九段沙濕地漲潮和落潮時(shí)典型污染物含量Table 2 Concentration values for typical pollutants during tide ebb and rising in JiuduanshaWetland Waters

表3 九段沙濕地高平潮和低平潮時(shí)典型污染物含量Table 3 Concentration range values for typical pollutants during high tides and low tides in JiuduanshaWetland Waters

表4 九段沙濕地豐水期和枯水期典型污染物含量Table 4 Concentration range values of typical pollutants in wet and dry periods in JiuduanshaWetland Waters

2.2.3 豐水期和枯水期 枯水期和豐水期從白龍港排水口到九段沙區(qū)域污染物含量依次減少?？菟谂潘诘腃OD、無(wú)機(jī)氮、TN和AP含量分別高出中下沙的162%、32%、36%、24%（表4）。九段沙水域水質(zhì)雖受污水廠影響，但還是比白龍港排水口附近的水質(zhì)好很多，這與濕地的自凈能力有一定的關(guān)系，濕地系統(tǒng)對(duì)污水中的C、N、P均有明顯的凈化效果（李廷超, 2016）。

九段沙水域水質(zhì)受長(zhǎng)江水情的影響。枯水季節(jié)被高鹽度咸水影響，豐水季節(jié)主要受淡水影響。為進(jìn)一步研究九段沙附近水域的水質(zhì)狀況，以九段沙濕地豐水期和枯水期污染物狀況與2010年黃河三角洲濕地（以下簡(jiǎn)稱黃河濕地）主要入海河流的水質(zhì)數(shù)據(jù)作了比較（劉峰,2015）。黃河濕地豐水期的COD、無(wú)機(jī)氮、TN、AP污染物含量分別是九段沙濕地的0.7倍、2.7倍、1.9倍、2.3倍、2.5倍；黃河濕地枯水期的COD、無(wú)機(jī)氮、TN、AP污染物含量分別是九段沙的2.7倍、3.4倍、4.0倍、2.2倍。九段沙濕地豐水期的COD含量略高出黃河濕地，其它污染物含量黃河濕地均明顯高于九段沙濕地。九段沙濕地與黃河濕地均是枯水期水質(zhì)劣于豐水期。九段沙濕地豐水期上游來(lái)水量增加，而污染物的排放量恒定，來(lái)水量增加導(dǎo)致了污染物的稀釋。從長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可知，九段沙濕地春夏季的污染物含量低于秋冬季，春夏季水質(zhì)較好。

3 結(jié)論

(1)2015-2017年九段沙水域石油烴受南槽航道行駛船只和漁船的影響，主要以點(diǎn)源污染為主，局部地區(qū)污染較嚴(yán)重。

(2)九段沙水域中的重金屬含量較低，基本檢測(cè)不出。

(3)除石油烴外，其它典型污染物含量整體呈現(xiàn)長(zhǎng)江口上游高于下游，依次為：排水口＞江亞南沙＞上沙＞中下沙，秋冬季高于春夏季，落潮時(shí)高于漲潮時(shí)，低平潮時(shí)高于高平潮時(shí)，枯水期高于豐水期。

(4)九段沙濕地受污染狀況明顯好于黃河三角洲濕地，水質(zhì)污染主要來(lái)源于上游，與白龍港污水廠有一定關(guān)系。

總之，長(zhǎng)江口的污染已比較嚴(yán)重，九段沙附近水域的水質(zhì)狀況也不容樂(lè)觀。通過(guò)對(duì)九段沙水質(zhì)狀況的監(jiān)測(cè)，提高了對(duì)九段沙水環(huán)境質(zhì)量的認(rèn)識(shí)，可以為九段沙濕地的科學(xué)管理提供依據(jù)。